中國雖然是世界上最大的工業機器人使用國,但是卻因為缺乏核心技術,導致機器人應用成本明顯高于國外。機器人減速器、伺服電機和控制器,是機器人的三大核心零件,如果不能打破國外壟斷,那么國內機器人企業的發展就要一直受制于人。
作為三大核心零件的減速器,目前國內還沒有能夠提供規模化且性能可靠的生產企業。全球75%的市場被日本兩家企業占據,納博特斯克生產的RV減速器約占60%,哈默納科生產的諧波減速器約占15%。
減速器對機器人來說意味著什么?
精密減速器,是一種精密的動力傳達機構,它利用齒輪的速度轉換器,將電機的回轉數減速到所要的回轉數,并得到較大轉矩的裝臵,從而降低轉速,增加轉矩。精密減速器是工業機器人最重要的零部件,工業機器人運動的核心部件“關節”就是由它構成,每個關節都要用到不同的減速機產品。
機器人精密減速器的分類
按結構不同,工業機器人用精密減速器可以分為五類,RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。精密減速器按照結構的不同,可以分為諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器五類。在精度、扭矩、剛度、傳送效率等衡量減速器的各個性能指標上,它們各有不同。其中,RV減速器和諧波減速器是工業機器人最主流的精密減速器。
兩大巨頭稱霸全球減速器市場
日本的納博特斯克1986年開始批量生產RV減速器,目前全球銷售400萬臺,占領國內RV減速器市場的80%。作為世界上最大的精密擺線針輪減速機制造商,Nabtesco生產高性能減速機、中空軸減速機,以及單軸伺服執行器和控制器。其生產的精密設備具有高扭矩、高剛性和高耐過載沖擊荷載能力的同時,兼有高精密和非常低的回程間隙,被廣泛應用于衛星、雷達天線、工業機器人、半導體和焊接技術等工業自動化領域。
哈默納科諧波減速器,具有輕量、小型、傳動效率高、減速范圍廣、精度高等特點,被廣泛應用于各種傳動系統中。哈默納科主要生產和銷售各種精密減速裝置,當之無愧為整體運動控制的領軍企業。為了涵蓋諧波減速器不能覆蓋到的低減速比領域,哈默納科產品還開發了精密行星齒輪減速機HarmonicPlanetary。獨特的內齒圈形變工藝,可使行星齒輪嚙合得更緊、消除背隙,從而將傳動誤差控制在精密范圍內。
國內企業奮力追趕,仍差距明顯
國內涉足RV精密減速器的公司有上市公司秦川機床、上海機電、巨輪股份,雙環傳動,韶能股份。非上市公司有南通振康、恒豐泰、武漢精華、上海精華、江蘇泰隆,聚隆股份,上海奇布等。涉足諧波減速器的有蘇州綠的、北京中技美克,大族激光,來福諧波,山東帥克等。
目前,國內一些企業在精密減速器方面的研發正在穩步推進,浙江恒豐泰、江蘇振康、北京中技克美等都先后推出了自己的機器人關節減速器,秦川發展則在1998年就研制出了RV減速器樣機。2009年,秦川發展在原有的250AII減速器基礎上進行了優化設計和改進,使產品在性能、可靠性和性價比等方面更具有競爭力。
去年7月,秦川發展公告,擬投資1.94億元進行9萬套(一期)工業機器人關節減速器“技術改造”項目建設。公司工業機器人關節減速器項目總規劃18萬套,將分期實施;其中項目(一期)預計2015年達產。據了解,秦川發展已獲得國家“機器人關節減速器生產線”重大專項支持。
另外,上海機電則通過增資控股的方式引進國外先進精密減速器技術。
去年4月,上海機電增資2000萬元入股的納博傳動,增資完成后,上海機電占51%股權,日本納博占49%股權。而日本納博正是全球精密減速機領域的龍頭企業,球市場占有率穩居60%。而上海機電也因此次合作,取得納博特斯克的精密減速器在中國的代理銷售權。之后,雙方將逐步在上海建設研發生產基地,將在中國生產中低端的精密減速器。
雖說目前國內各類通用減速器的標準系列已達數百個,基本可滿足各行業對通用減速器的需求。但是與國外相比我國減速機水平仍然有較大差距,同國外減速器行業存在的比較突出的問題是,行業整體新產品開發能力弱、工藝創新及管理水平低。要想占據更大的市場,各企業還需在技術創新上下苦功夫!